Máy tính uốn tôn

Dung sai uốn tôn được tính như thế nào?

Khi tấm kim loại bị uốn, mặt ngoài bị kéo giãn còn mặt trong bị nén. Trục trung hòa — nơi không có kéo giãn hay nén — dịch chuyển vào phía trong so với tâm hình học. Hệ số K (0 đến 1) mô tả vị trí trục trung hòa theo tỷ lệ chiều dày: K = 0.5 nghĩa là trục trung hòa ở chính giữa, trong khi giá trị mặc định của công cụ này cho uốn tự do dao động 0.40-0.45 tùy vật liệu.

Lượng dư uốn (BA) là chiều dài cung của trục trung hòa qua chỗ uốn, biểu thị lượng vật liệu bị tiêu hao bởi đường uốn. Lượng trừ uốn (BD) là hiệu giữa tổng chiều dài các cánh (đo đến giao điểm uốn) và chiều dài khai triển phẳng. Các giá trị này thiết yếu để khai triển phôi phẳng chính xác trong lập trình CNC.

Độ mở rãnh chữ V thường tuân theo quy tắc 8T (độ mở cối = 8 × chiều dày vật liệu) cho uốn tiêu chuẩn. Bán kính uốn tối thiểu không phải một bội số cố định của chiều dày. Với thép, DIN 6935 lập bảng theo dải chiều dày, cấp bền kéo và hướng uốn: bội số hiệu dụng chạy từ 1T ở tấm mỏng đến khoảng 2T ở tấm dày thông thường, và uốn song song hướng cán cần bán kính lớn hơn uốn vuông góc. Máy tính này đọc bảng đó cho thép mềm; các hợp kim không có bảng nguồn gốc tương đương nên quay về bội số theo thông lệ, và kết quả cho biết đã dùng cách nào. Uốn dưới bán kính tối thiểu gây nứt ở mặt ngoài.

Formula: BA = (π/180) × Góc uốn × (Bán kính trong + K × Chiều dày) BD = 2 × (Bán kính trong + Chiều dày) × tan(Góc/2) − BA Chiều dài phẳng = Cạnh1 + Cạnh2 − BD (hình chữ L) Hệ số K = t/T (độ lệch trục trung hòa / chiều dày)

Ví dụ tính toán

Uốn thép mềm 2 mm (K=0.44) góc 90° với bán kính trong 3 mm: BA = (π/180) × 90 × (3 + 0.44 × 2) = 6.09 mm. OSSB = (3 + 2) × tan(45°) = 5.0 mm. BD = 2 × 5.0 − 6.09 = 3.91 mm. Với hình chữ L 50 mm + 30 mm: Chiều dài phẳng = 50 + 30 − 3.91 = 76.09 mm.

Khi nào nên sử dụng

• Khai triển phôi phẳng cho cắt laser/plasma CNC — lượng trừ uốn chính xác là then chốt để chi tiết gấp lên đúng kích thước
• Lập trình máy chấn CNC và cần lượng dư uốn chính xác cho bộ khuôn và tổ hợp vật liệu cụ thể
• Thiết kế ngược một chi tiết uốn sẵn có — đo chi tiết đã tạo hình và tính hệ số K cho sản xuất sau này
• Báo giá các đơn hàng gia công tấm kim loại — chiều dài khai triển phẳng chính xác quyết định lượng vật liệu sử dụng và chi phí
• Chọn độ mở rãnh chữ V phù hợp cho chiều dày vật liệu và bán kính uốn trong cho trước

Những sai lầm thường gặp

• Dùng hệ số K chung (0.5) thay vì giá trị riêng theo vật liệu — giá trị mặc định của công cụ này cho thép mềm là K=0.44, không phải 0.5; hệ số K sai tạo ra sai số phôi phẳng, sai số này cộng dồn trên các chi tiết có nhiều đường uốn
• Đo chiều dài cánh đến mép ngoài chỗ uốn thay vì đến giao điểm uốn — công thức yêu cầu kích thước đo đến đường khuôn (góc nhọn lý thuyết)
• Quên rằng bán kính trong do độ mở rãnh chữ V quyết định (không phải bán kính chày) trong uốn tự do — bán kính trong thực tế ≈ độ mở rãnh V × 0.156 với khuôn tiêu chuẩn
• Bỏ qua đàn hồi ngược — mọi vật liệu đều bật ngược lại sau khi uốn; thép không gỉ bật ngược nhiều hơn thép mềm 3-5°, cần bù bằng uốn quá góc
• Uốn song song với hướng cán trên nhôm — điều này gây nứt ở thớ ngoài; luôn định hướng đường uốn vuông góc với hướng thớ

Cách đọc kết quả

• Chiều dài trải phẳng (hoặc lượng trừ uốn) quyết định kích thước phôi — BD được trừ khỏi tổng chiều dài các cánh đo tới đường khuôn, và sai số ở đây lặp lại tại mọi đường uốn của chi tiết
• Hệ số K hiển thị là giá trị thực dùng trong tính toán — kiểm chứng bằng mẫu thử với tổ hợp vật liệu/khuôn mới, dùng chế độ tính ngược hệ số K để suy ra từ số đo
• Nếu bán kính trong nhỏ hơn bán kính uốn tối thiểu đầu ra, dễ nứt thớ ngoài — tăng bán kính hoặc bố trí đường uốn vuông góc hướng cán; lưu ý các cảnh báo công cụ đưa ra
• Khuôn V khuyến nghị theo quy tắc 8T — khuôn hẹp hơn làm tăng lực chấn và in vết lên chi tiết, khuôn rộng hơn làm tăng bán kính trong thực tế và đàn hồi ngược
• Đàn hồi ngược (springback) không được mô hình hóa — kết quả thuần hình học; kiểm tra sản phẩm đầu và bù uốn quá (thường 2-5° với thép thường, 5-10° với inox) tại máy chấn

Tiêu chuẩn & tài liệu tham khảo

• DIN 6935 — Uốn nguội sản phẩm thép dẹt (nguồn của bảng bán kính uốn tối thiểu dùng ở đây; chỉ cho thép, không gồm hợp kim nhôm)
• ISO 7438 — Vật liệu kim loại — Thử uốn (tiêu chuẩn phương pháp thử; không quy định bán kính uốn tối thiểu mà giao đường kính chày cho tiêu chuẩn sản phẩm)
• ASME Y14.5 — Ghi kích thước và dung sai (để quy định kích thước chi tiết uốn trên bản vẽ)
• Machinery's Handbook — Kiến thức nền tảng chung về lượng dư uốn và hệ số K

Bảng tham chiếu Dung sai uốn — Góc uốn 90°

Tất cả kích thước tính bằng milimét. Các số liệu do máy tính này tính toán. Mỗi hàng được uốn ở bán kính uốn tối thiểu của vật liệu đó. Độ dày là các cỡ tấm thông dụng có sẵn trên thị trường, không phải một dãy tiêu chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

Làm sao xác định hệ số K phù hợp cho vật liệu của tôi?

Hệ số K phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày, bán kính uốn và phương pháp uốn. Giá trị mặc định của công cụ này cho uốn tự do (air bending) là: thép mềm 0,44, thép không gỉ 304 0,45, nhôm 5052 0,40, nhôm 6061 0,42. Uốn chạm đáy (bottoming) — cộng thêm 0,05-0,10 vào các giá trị này. Để có kết quả chính xác, uốn một mẫu thử, đo khai triển phẳng so với kích thước sau khi tạo hình, rồi tính ngược ra K. Bộ điều khiển máy chấn CNC thường có thư viện hệ số K theo từng vật liệu.

Quy tắc 8T khi chọn cối V là gì?

Độ mở rãnh chữ V của cối nên xấp xỉ 8 lần chiều dày vật liệu (8T) cho uốn tự do tiêu chuẩn. Với vật liệu mỏng hơn (<1.5 mm), dùng 6T; với vật liệu dày hơn (>6 mm), dùng 10-12T. Độ mở cối rộng hơn giảm lực ép yêu cầu nhưng tăng bán kính uốn tối thiểu và đàn hồi ngược. Độ mở cối quá hẹp gây hằn vết, lực ép quá lớn và có thể làm hỏng cối.

Đàn hồi ngược ảnh hưởng đến độ chính xác góc uốn như thế nào và bù trừ ra sao?

Mọi kim loại đều đàn hồi ngược sau khi uốn vì thành phần biến dạng đàn hồi phục hồi khi lực uốn được dỡ bỏ. Đàn hồi ngược tăng khi vật liệu bền hơn, bán kính uốn lớn hơn và vật liệu mỏng hơn. Giá trị điển hình: thép mềm 2-5°, thép không gỉ 5-10°, nhôm 5-8°. Các cách bù trừ: uốn quá góc bằng đúng góc đàn hồi ngược, dùng uốn chạm đáy hoặc dập tinh (coining) thay cho uốn tự do, hoặc hiệu chỉnh bảng bù góc của bộ điều khiển máy chấn.